UMA BREVE INTRODUC¸ ˜AO AO
SCIDAVIS
A seguir apresentamos alguns trechos do tutorial “Uma breve introdu¸c˜ao
ao SciDAVIs” ...
16 Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs
Figura 1: Tela Inicial do programa
e bot˜oes de fun¸c˜oes). O uso do SciDAVis ´e sim...
Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs 17
Figura 2: Janela de controle de preferˆencias
Tabela 2: Valores para teste.
X Y σY
1...
18 Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs
Figura 3: Alterando o tipo de dado da coluna.
coluna 2 ⇒ Y e coluna 3 ⇒ yEr.
Um pont...
Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs 19
Figura 4: Gr´afico dos dados a tabela 2.
mente selecione a(s) coluna(s) desejada(s) e...
20 Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs
Figura 5: Exemplos de curvas de ajustes.
aos coeficientes obtidos (valores e respecti...
Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs 21
Figura 6: Caixa de di´alogo do Assistente de Ajuste
la acessando o menu An´alise → A...
22 Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs
Figura 7: Caixa de di´alogo com as op¸c˜oes finais do ajuste.
como a do nosso exemplo...
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  1. 1. UMA BREVE INTRODUC¸ ˜AO AO SCIDAVIS A seguir apresentamos alguns trechos do tutorial “Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs” escrito por Fellype do Nascimento. O nome SciDAVis vem do inglˆes Scientific Data Analysis and Visualiza- tion (Visualiza¸c˜ao e An´alise de Dados Cient´ıficos). ´E um software livre, que pode ser utilizado em v´arias plataformas (Linux, Mac OS / X, Windows), para analisar dados e fazer gr´aficos em duas e trˆes dimens˜oes. Este projeto iniciou-se como um fork do QtiPlot. Mais informa¸c˜oes (em inglˆes) podem ser obtidas na p´agina do projeto. De um modo geral, este tutorial utiliza como referˆencia a vers˜ao 0.2.3 deste software, mas a maioria dos itens abordados dever˜ao funcionar perfei- tamente em vers˜oes anteriores, especialmente na s´erie 0.2, e posteriores. Para que o SciDAVis possa ser utilizado em seu computador alguns pro- gramas devem estar previamente instalados nele. Se vocˆe usa o Windows dever´a instalar primeiramente o Python1 2.6 (normalmente, durante a ins- tala¸c˜ao ´e perguntado se vocˆe deseja instalar esta dependˆencia). Se vocˆe usa Linux ou Mac, consulte a p´agina do projeto para saber exatamente quais s˜ao as dependˆencias de software. A partir deste momento, tudo o que for dito funcionar´a de forma igual em qualquer que seja a plataforma utilizada. Come¸cando a usar o SciDAVIs Depois de conclu´ıda a instala¸c˜ao, inicie o programa. Uma tela como a mostrada na Figura 1 ser´a aberta (n˜ao necessariamente igual). Nesta figura podemos identificar uma tabela e os diversos controles do programa (menus 1 Na verdade, o Python s´o ´e realmente necess´ario se vocˆe preferir utiliz´a-lo como lin- guagem de scripting ao inv´es da linguagem padr˜ao, que ´e o muParser.
  2. 2. 16 Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs Figura 1: Tela Inicial do programa e bot˜oes de fun¸c˜oes). O uso do SciDAVis ´e simples e, em geral, intuitivo. A maior parte de suas funcionalidades podem ser conhecidas simplesmente navegando pelos menus e/ou clicando com o bot˜ao direito do mouse em algumas ´areas, por isto, vamos nos concentrar em coisas mais objetivas e que servir˜ao como base para outras. Alterando o idioma O idioma padr˜ao do SciDAVis ´e o Inglˆes, por isso ser´a necess´ario alter´a- lo, caso queira utilizar a interface em Portuguˆes. Para isto, acesse o menu Edit −→Preferences.... A se¸c˜ao General-Geral(Figura 2) mostrar´a a aba Application-Aplica¸c˜ao, onde se pode ver a op¸c˜ao Language, que deve ser alterada de English para o idioma desejado. Feito isto, clique em Apply-Aplicar para que as mudan¸cas no idioma entrem em vigor imediatamente. Algumas vers˜oes mais atuais trazem o idioma “portuguˆes brasileiro”. Se desejar, aproveite que est´a no editor de preferˆencias e acesse a aba Formato num´erico para trocar o separador decimal e usar v´ırgula, ao inv´es de ponto (particularmente, neste ponto eu costumo de-selecionar o checkbox “Usar separador de grupos”). Construindo um gr´afico Como exemplo, considere um conjunto de dados como o da Tabela 2, que consiste de trˆes colunas de valores: X, Y e σY .
  3. 3. Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs 17 Figura 2: Janela de controle de preferˆencias Tabela 2: Valores para teste. X Y σY 1,0 0,33 0,02 1,9 3,19 0,10 2,8 7,20 0,50 3,8 14,80 0,90 4,9 21,10 1,3 As novas tabelas criadas pelo SciDAVis tem, por padr˜ao, apenas duas colunas. Ent˜ao a primeira coisa que devemos fazer ´e alterar o n´umero de colunas da tabela. Para isto, acesse o menu Tabela, e poder´a simplesmente adicionar uma nova coluna (Adicionar coluna) ou ent˜ao alterar suas di- mens˜oes (Dimens˜oes) para definir uma tabela com quantas linhas e colunas desejar. Agora entre com os valores na tabela. As novas colunas adicionadas s˜ao, por padr˜ao, definidas como sendo de valores em Y. Para mudar isto, clique com o bot˜ao direito no cabe¸calho da coluna desejada e, no menu que surgir´a (Figura 3), acesse a op¸c˜ao Definir coluna(s) como. No nosso exemplo, vamos escolher a op¸c˜ao Erro em Y (desvio padr˜ao em Y) para a coluna 3. Com isto, teremos nossa tabela com a seguinte configura¸c˜ao: coluna 1⇒ X,
  4. 4. 18 Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs Figura 3: Alterando o tipo de dado da coluna. coluna 2 ⇒ Y e coluna 3 ⇒ yEr. Um ponto importante a ser citado aqui ´e a maneira como se faz a sele¸c˜ao de colunas no SciDAVis (a partir da vers˜ao 0.2.0). Se vocˆe tentar selecionar mais de uma coluna clicando no cabe¸calho da primeira e arrastando o mouse, notar´a que a primeira coluna selecionada se move, ou seja, a coluna 2 troca de lugar com a coluna 3, por exemplo2. Deste modo, para selecionar duas colunas, pressione a tecla Ctlr e clique nas colunas que deseja selecionar. Se precisar selecionar v´arias colunas, clique na primeira, segure a tecla Shift e depois clique na ´ultima coluna a ser selecionada. Tudo preparado. Agora vamos plotar um gr´afico. Estamos querendo plo- tar uma curva que tem barras de erro em Y. A maneira mais f´acil de fazer isto ´e: selecione, pelo menos, as colunas 2 e 3 (Y e yEr), acesse o menu Gr´afico e escolha uma das op¸c˜oes que aparecem (linha, dispers˜ao, linha+s´ımbolo, etc.). Escolhendo, por exemplo, Dispers˜ao obtemos um gr´afico como o apre- sentado na figura 4. Os campos T´ıtulo, T´ıtulo do eixo X e T´ıtulo do eixo Y podem ser editados simplesmente dando um duplo clique sobre os nomes, assim como qualquer outro texto que esteja sendo mostrado no gr´afico. Se desejar alterar outras op¸c˜oes do gr´afico (ampliar/reduzir a escala de um eixo ou colocar grades, por exemplo), dˆe um duplo clique sobre os n´umeros de um dos eixos e um di´alogo com as op¸c˜oes dispon´ıveis ser´a aberto. An´alise dos dados Estat´ısticas em linhas e colunas: Para obter informa¸c˜oes de colunas como: m´edia dos valores, desvio padr˜ao, variˆancia, soma e etc., simples- 2 Esta ´e uma caracter´ıstica do programa que tem como inten¸c˜ao futura implementa¸c˜ao da funcionalidade de apenas arrastar uma coluna para um gr´afico para adicionar uma nova curva, dentre outras coisas.
  5. 5. Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs 19 Figura 4: Gr´afico dos dados a tabela 2. mente selecione a(s) coluna(s) desejada(s) e acesse o menu An´alise → Es- tat´ısticas em coluna. Com isto, ser´a gerada uma nova tabela com v´arias informa¸c˜oes sobre a(s) coluna(s) selecionada(s). O procedimento para obter dados estat´ısticos das linhas ´e semelhante, bastando selecionar as desejadas e acessar o menu An´alise → Estat´ısticas em linhas. Ajustes utilizando f´ormulas incorporadas: Como em outros programas de an´alise de dados, o menu An´alise apresenta algumas op¸c˜oes diferentes para tabelas e gr´aficos, dependendo da janela que esteja em foco. Por isso, para que as op¸c˜oes de ajuste de curvas possam ser usadas, deixe a janela com o gr´afico “por cima” da tabela. Acessando o menu An´alise → Ajuste r´apido s˜ao mostradas as princi- pais curvas de ajuste incorporadas ao SciDAVis. Outras curvas podem ser definidas no Assistente de ajuste, que discutiremos adiante. Como exemplo, ainda para o gr´afico da figura 4, vamos tentar dois ajus- tes: uma regress˜ao linear e uma regress˜ao polinomial de ordem 2. No menu An´alise → Ajuste r´apido, escolha Regress˜ao linear. Imediatamente ser´a efetuado o ajuste da curva do gr´afico, tratando-a como se fosse uma reta, ou seja, com se obedecesse `a equa¸c˜ao y = ax + b. O resultado ´e mostrado na figura 5 (esquerda). Nesta mesma figura, podemos ver que o Regis- tro de resultados foi alterado: agora ele cont´em informa¸c˜oes referentes
  6. 6. 20 Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs Figura 5: Exemplos de curvas de ajustes. aos coeficientes obtidos (valores e respectivos erros) e `a qualidade do ajuste (Chi-quadrado (χ2) e coeficiente de correla¸c˜ao (R2). J´a na figura 5 (direita), podemos ver a curva de ajuste obtida ao ser usada uma regress˜ao polinomial de ordem 2, ao inv´es da linear. Neste caso, a ordem do polinˆomio deve ser escolhida no di´alogo que aparece ao ser acessado o menu An´alise → Ajuste r´apido → Regress˜ao polinomial. Eventualmente, podemos querer copiar os valores dos parˆametros para exibi-los no gr´afico (ou adicionar alguma informa¸c˜ao textual ao mesmo). Devido `a uma limita¸c˜ao do SciDAVis (que dever´a ser eliminada no futuro) n˜ao ´e poss´ıvel simplesmente selecionar um texto, copi´a-lo, clicar no gr´afico com o bot˜ao direito do mouse e colar o texto. Mas isto n˜ao impede que qualquer texto seja adicionado ao gr´afico. A adi¸c˜ao de informa¸c˜oes textuais aos gr´aficos pode ser feita acessando o menu Gr´afico → Adicionar texto. Neste momento, surgir´a um di´alogo perguntando se vocˆe quer adicionar o texto em uma nova camada ou na camada ativa. Escolha na camada ativa e, em seguida, clique em algum lugar do gr´afico. Com isto, podemos, por exemplo, copiar texto do registro de resultados (selecionando-o com o mouse e teclando Ctrl+C, por exemplo) e inseri-lo na ´area do gr´afico. No caso espec´ıfico de parˆametros obtidos nos ajustes de curvas, podemos tamb´em, no di´alogo de configura¸c˜ao de preferˆencias, na se¸c˜ao Ajustes, habilitar a op¸c˜ao Colar parˆametros no gr´afico. Desta forma, para todo ajuste que for efetuado, as informa¸c˜oes dos parˆametros ser˜ao sempre adicionadas ao gr´afico. Ainda no que se refere `a inser¸c˜ao de texto nos gr´aficos, uma vez que j´a exista algum texto no mesmo, ´e poss´ıvel realizar a opera¸c˜ao de clicar na caixa de texto para selecion´a-la e utilizar as teclas de atalho Ctrl+C e Ctrl+V, para copi´a-la e a colar, respectivamente. Utilizando o “Assistente de Ajuste”: Embora a regress˜ao polinomial de ordem 2 efetuada nos nossos dados de teste tenha sido satisfat´oria (a curva de ajuste passa por todos os pontos), pode ser que tenhamos uma ideia de uma fun¸c˜ao que possa descreve melhor seu comportamento. Se tal fun¸c˜ao n˜ao estiver presente na lista de fun¸c˜oes incorporadas, podemos implement´a-
  7. 7. Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs 21 Figura 6: Caixa de di´alogo do Assistente de Ajuste la acessando o menu An´alise → Assistente de ajuste (o atalho Ctrl+Y pode ser utilizado, se preferir). Um di´alogo como o mostrado na figura 6 ser´a aberto. Para inserir a fun¸c˜ao desejada basta digit´a-la na ´area de texto, utilizando a letra “x” (sem aspas) como vari´avel e quaisquer outras letras que queira como parˆametros. Feito isto, dˆe um nome `a fun¸c˜ao e clique em Salvar. No nosso exemplo, vamos utilizar como fun¸c˜ao de ajuste a express˜ao: a ∗ x ∗ x + b/x + c (10) ou seja: ax2 + b x + c (11) onde estamos utilizando a, b e c como parˆametros e x como vari´avel. N˜ao se esque¸ca de mudar os parˆametros no local indicado, caso use outras letras. Salve a fun¸c˜ao com o nome que queira (poli2teste, por exemplo). Feito isto, clique no checkbox Ajustar com fun¸c˜ao definida por usu´arios e, em seguida, no bot˜ao Ajustar. Um novo di´alogo, como o mostrado na figura 7 ser´a aberto. Para finalizar o ajuste basta inserir, nos campos correspondentes, esti- mativas iniciais para os parˆametros a, b e c, clicar em Ajustar e, depois de gerada a curva de ajuste, clicar em Fechar. Se a curva tiver barras de erro,
  8. 8. 22 Uma breve introdu¸c˜ao ao SciDAVIs Figura 7: Caixa de di´alogo com as op¸c˜oes finais do ajuste. como a do nosso exemplo, n˜ao esque¸ca de alterar a op¸c˜ao Fonte de erros em Y de Erros desconhecidos para Associados (considerando que tais erros sejam os que inserimos na pr´opria tabela). Escolhendo os valores 1, -1 e 0 para a, b e c, respectivamente, observa- mos, no registro de resultados, que o ajuste forneceu novos valores para os parˆametros. Notamos que o valor do fator de correla¸c˜ao obtido com este ajuste foi bem parecido com o obtido na regress˜ao com polinˆomio de grau 2, por´em, o valor de χ2 caiu pela metade, o que indica que a ´ultima express˜ao utilizada, juntamente com os parˆametros obtidos no ajuste, descreve melhor o comportamento da nossa curva. Salvando o projeto e exportando gr´aficos Salvar o projeto ´e muito simples, basta acessar o menu Arquivo→Salvar como... e, no di´alogo que se abrir´a, dar o nome que desejar ao arquivo. Os projetos do SciDAVis tem a extens˜ao sciprj. Para utilizar os gr´aficos gerados pelo SciDAVis n´os podemos clicar com o bot˜ao direito do mouse e: ❼ selecionar a op¸c˜ao Copiar → Camada (ou Janela); ❼ selecionar a op¸c˜ao Exportar → Camada (ou Janela). A diferen¸ca entre os dois casos ´e que, no primeiro, vocˆe ter´a que “Colar” a figura num editor de textos ou imagens, por exemplo, e no segundo a figura ser´a salva no local que desejar, com a vantagem de ser poss´ıvel escolher o formato de sa´ıda (jpg, png, bmp, etc.). ❼ Apostila “Breve Introdu¸c˜ao ao SciDAVis”, Fellype do Nascimento, Julho de 2009.

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